Способ сжигания шлакующих углей в фронтальной топке

Изобретение относится к теплоэнергетике, может быть использовано в топках паровых котлов тепловых электрических станций при сжигании шлакующих углей и при своем использовании обеспечивает повышение качества сжигания и эксплуатационной надежности путем устранения температурной неравномерности в зоне активного горения для предотвращения шлакования экранных поверхностей нагрева при отключении одной из горелок. Указанный технический результат достигается в способе сжигания шлакующих углей в вертикальной фронтальной топке с одноярусным расположением четырех горелок путем направления последних под углом к оси топки, причем при отключении боковой горелки угол поворота работающих горелок устанавливают в соответствии с зависимостью: αn=α(1,25+1,125n-0,5n2), а при отключении центральной горелки угол поворота работающих горелок устанавливают в соответствии с зависимостью: αn=α(1,25+0,5n-0,25n2), где α - первоначально установленный угол поворота всех горелок к оси топки; αn - угол поворота n-й работающей горелки к оси топки; n - номер работающей горелки, начиная счет от работающей боковой горелки, расположенной противоположно отключенной, в сторону отключенной горелки. 6 ил.

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при сжигании шлакующих углей в топках паровых котлов тепловых электрических станций.

Известен способ работы вертикальной призматической топки парогенератора (А.с. СССР №595588, кл. F23C 5/28, 1975), в котором для снижения температурной неравномерности газов в выходном окне расход топливовоздушной смеси через горелки, расположенные у углов топки, устанавливают в 1,2÷1,4 раза превышающим расход через каждую из остальных горелок. Однако при этом область высоких температур располагается вблизи боковых стен топки, что при сжигании шлакующих углей способствует образованию там шлакозоловых отложений и приводит к незапланированному останову котла.

В способе работы вертикальной призматической топки (А.с. СССР №1703913, кл. F23C 9/08, 1992) для устранения температурных неравномерностей, связанных с отключением горелочного блока, предлагается распределять количество газов рециркуляции по работающим горелочным блокам в зависимости от местоположения отключенного блока горелок.

Недостатком этого способа является то, что такое распределение приводит к повышенной локальной подаче газов рециркуляции (например, количество газов рециркуляции, подаваемых в четвертый горелочный блок, начиная с отключенного по ходу движения топочных газов, превышает 25% от общего их расхода). Это вызывает балластирование факела этой горелки низкотемпературными продуктами сгорания и приводит к нарушениям процесса горения топлива и увеличению потерь теплоты с механическим недожогом.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ сжигания шлакующих углей в фронтальной топке с одноярусным расположением четырех горелок, оси которых повернуты под одним и тем же углом к оси топки (Срывков С.В., Процайло М.Я., Алфимов Е.Г. и др. Результаты исследований и освоения низкотемпературного интенсифицированного сжигания канско-ачинских углей // Электрические станции. 1990. №8. С.31, 34). Основным недостатком известного способа является неравномерность температур газов, вызванная тем, что при отключении одной из горелок область высоких температур сосредотачивается в той стороне топки, где находятся работающие боковая и центральная горелки. Указанное обстоятельство приводит к шлакованию примыкающих к высокотемпературной зоне экранов и уменьшению тепловосприятия топки.

В основу изобретения положена задача повышения качества сжигания и эксплуатационной надежности путем устранения температурной неравномерности в зоне активного горения для предотвращения шлакования поверхностей нагрева при отключении одной из горелок.

Достигается это тем, что в способе сжигания шлакующих углей в фронтальной топке с одноярусным расположением четырех горелок путем направления последних под углом к оси топки при отключении боковой горелки (под отключением горелки понимается прекращение подачи топливовоздушной смеси через эту горелку в топку) угол поворота работающих горелок устанавливают в соответствии с зависимостью:

αn=α(1,25+1,125n-0,5n2),

а при отключении центральной горелки угол поворота работающих горелок устанавливают в соответствии с зависимостью:

αn=α(1,25+0,5n-0,25n2),

где α - первоначально установленный угол поворота всех горелок к оси топки;

αn - угол поворота n-й работающей горелки к оси топки;

n - номер работающей горелки, начиная счет от работающей боковой горелки, расположенной противоположно отключенной, в сторону отключенной горелки.

Противоположные горелки по отношению к боковым горелкам означает, что одна боковая горелка относительно другой боковой горелки находится на противоположном краю фронтальной стены топочной камеры.

В ходе проведенных экспериментальных исследований удалось установить, что отличительной особенностью работы вертикальной призматической топки с фронтальным одноярусным расположением четырех горелок (двух боковых и двух центральных) при сжигании шлакующих углей является температурная неравномерность в объеме топочной камеры, причиной возникновения которой служит отключение одной из четырех горелок. Максимальная величина температурной неравномерности зарегистрирована при отключении боковой горелки. Перепад температур в сечении зоны активного горения несколько снижается при отключении центральной горелки. Такой режим сжигания характерен для топок, оборудованных индивидуальными системами пылеприготовления с прямым вдуванием топливовоздушной смеси, когда отключение одной из систем приводит к соответствующему отключению горелки. Следует отметить, что режим сжигания с тремя работающими пылесистемами, а следовательно, и горелками составляет 90-95% общего времени эксплуатации парового котла и при этом обеспечивается номинальная производительность по выработке пара.

Таким образом, при отключении одной из горелок высокотемпературное ядро факела располагается в зоне работающих двух горелок (одной центральной и одной боковой). Для того чтобы снизить уровень температур в этой области и соответственно повысить уровень температур в зоне неработающей горелки необходимо изменить угол поворота каждой из работающих горелок с тем, чтобы направить, образованные ими факелы в зону неработающей горелки.

На фиг.1 схематично изображен паровой котел с вертикальной призматической фронтальной топкой, в которой осуществляется предлагаемый способ, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. Паровой котел содержит вертикальную призматическую топку 1 с установленными фронтально в один ярус четырьмя горелками 2, из которых две боковые и две центральные. Каждая горелка снабжена индивидуальной системой пылеприготовления, включающей бункер сырого угля 3, питатель сырого угля 4 и шахтную мельницу 5. Воздух для сжигания топлива подается через короб 6.

Пространство топочной камеры 1 разделено осью симметрии или осью топки, к которой повернуты горелки. Две из четырех горелок 2 смонтированы вблизи центра фронтальной стены и поэтому называются центральными. Две другие горелки смонтированы вблизи углов образованных боковыми стенами и фронтальной стеной топочной камеры и называются боковыми. Причем одна боковая горелка примыкает к углу, образованному фронтальной стеной и правой боковой стеной, а другая боковая горелка примыкает к углу, образованному фронтальной стеной и левой боковой стеной. Левая боковая стена относительно оси топки находится противоположно правой боковой стене. Кроме того, разделенные осью топки половины топочного пространства находятся противоположно друг другу относительно этой оси. Поэтому противоположные боковые горелки считаются: одна боковая горелка относительно другой боковой горелки находится на противоположном краю фронтальной стены топочной камеры. Кроме того, на фиг.3 и 4 показаны возможные схемы отключения боковой горелки, а на фиг.5 и 6 показаны возможные схемы отключения центральной горелки: когда отключена одна из двух боковых горелок, находящихся на противоположных краях относительно оси топки фронтальной стены (фиг.3 и 4), когда отключена одна из двух центральных горелок (фиг.5 и 6).

Способ сжигания шлакующих углей в фронтальной топке осуществляется следующим образом. При работе всех четырех горелок угол поворота их к оси топки устанавливают одинаковый, как показано на фиг.2 (первоначально установленный угол поворота для всех горелок равен величине α). При эксплуатации котла с возможным отключением одной горелки остальные горелки в автоматическом режиме ориентируются в соответствии с заранее определенным углом поворота к оси топки. При отключении одной горелки (под отключением горелки понимается прекращение подачи топливовоздушной смеси через эту горелку в топку), связанной с остановкой соответствующей пылесистемы в ремонт, резерв и т.д., угол поворота работающих горелок к оси топки устанавливается разный, в зависимости от схемы отключения.

Так, при отключении боковой горелки противоположной работающей боковой горелке присваивается номер 1 (n=1), следующей, уже центральной, горелке присваивается номер 2 (n=2), следующей, также центральной, горелке присваивается номер 3 (n=3). Затем по предложенной формуле рассчитываются углы поворота работающих горелок к оси топки:

αn=α(1,25+1,125n-0,5n2).

Другая возможная схема отключения: отключена одна из центральной горелок. Тогда нумерация работающих горелок также начинается с работающей боковой горелки, расположенной в противоположной половине топки относительно ее оси. Этой работающей боковой горелке присваивается номер 1 (n=1). Затем нумеруется оставшаяся из двух центральных горелок, работающая центральная горелка. Ей присваивается номер 2 (n=2). Затем нумеруется работающая боковая горелка, расположенная в одной половине топки относительно ее оси с отключенной центральной горелкой. Этой боковой горелке присваивается номер 3 (n=3). Затем по предложенной формуле рассчитываются углы поворота работающих горелок к оси топки:

αn=α(1,25+0,5n-0,25n2),

где α - первоначально установленный угол поворота всех горелок к оси топки;

αn - угол поворота n-й работающей горелки к оси топки;

n - номер работающей горелки, начиная счет от работающей боковой горелки, расположенной противоположно отключенной, в сторону отключенной горелки.

При отключении горелки общий расход топлива и воздуха, подаваемого в топку, сохраняется так же, как и в случае работы всех горелок, и распределяется в равных количествах по работающим горелкам. Указанное изменение направления работающих горелок при отключении одной из них позволяет выравнять перепад температур в сечениях топочной камеры и обеспечить бесшлаковочный режим эксплуатации котла.

Примером конкретного выполнения предлагаемого способа сжигания шлакующих углей в фронтальной топке, оборудованной четырьмя горелками в один ярус по высоте (две из горелок центральные и две горелки боковые), может служить топочная камера котла ПК-10Ш Красноярской ТЭЦ-1.

При работе всех горелок они направлены под одинаковым углом к оси топки α=8°. При отключении одной из горелок изменяют угол поворота каждой работающей горелки к оси топки. Причем при отключении боковой горелки в соответствии с предлагаемой зависимостью угол поворота первой (боковой) работающей горелки, начиная счет от работающей боковой горелки, расположенной противоположно отключенной, в сторону отключенной горелки, устанавливается: α1=15°, для второй (центральной) α2=12° и для третьей (центральной) α3=1°.

При отключении центральной горелки в соответствии с предлагаемой зависимостью угол поворота первой (боковой) работающей горелки, начиная счет от работающей боковой горелки, расположенной противоположно отключенной, в сторону отключенной горелки, устанавливается: α1=12°, для второй (центральной) - α2=10° и для третьей (боковой) α3=4°.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет достичь задачи изобретения: повысить качество сжигания и эксплуатационную надежность путем устранения температурных неравномерностей в объеме топочной камеры, тем самым снизить интенсивность шлакования и повысить тепловосприятие экранных поверхностей в местах соответствующего приближения и удаления факела, при этом удается сократить число остановов котла на расшлаковку.

Способ сжигания шлакующих углей в вертикальной фронтальной топке с одноярусным расположением четырех горелок путем направления последних под углом к оси топки, отличающийся тем, что при отключении боковой горелки угол поворота работающих горелок устанавливают в соответствии с зависимостью:
αn=α(1,25+1,125n-0,5n2),
а при отключении центральной горелки угол поворота работающих горелок устанавливают в соответствии с зависимостью:
αn=α(1,25+0,5n-0,25n2),
где α - первоначально установленный угол поворота всех горелок к оси топки;
αn - угол поворота n-й работающей горелки к оси топки;
n - номер работающей горелки, начиная счет от работающей боковой горелки, расположенной противоположно отключенной, в сторону отключенной горелки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплоэнергетике, может быть использовано на тепловых электростанциях и позволяет исключить недожог топлива с провалом и повысить эффективность выгорания пыли в центральной камере сгорания.

Изобретение относится к топочным устройствам мощных энергоблоков, может быть использовано в теплоэнергетике и позволяет улучшить сжигание топлива, снизить образование оксидов азота NOx и уменьшить их выброс в атмосферу с одновременным уменьшением шлакования трубчатых экранов кольцевой камеры сгорания.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в топках паровых котлов при сжигании шлакующих углей. .

Топка // 2343347
Изобретение относится к области теплоэнергетики, может быть использовано на тепловых электростанциях в котлах с жидким шлакоудалением и позволяет произвести растопку котла, а после растопки обеспечить подсветку надподового пространства центральной камеры сгорания для увеличения эффективности вытекания жидкого шлака.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в топках паровых котлов при сжигании шлакующих углей. .

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в топках паровых котлов тепловых электрических станций при сжигании шлакующих бурых углей. .

Топка // 2317485
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях для растопки котлов и прогрева факелом растопочного горелочного устройства надподового пространства с целью эффективной эвакуации жидкого шлака в котлах с жидким шлакоудалением.

Изобретение относится к реакционной печи. .

Топка // 2313034
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в топках котлов, работающих на углях. .

Топка // 2310127
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в топках котлов, работающих на углях. .

Изобретение относится к топочным устройствам парогенераторов с пылевым сжиганием углей, может быть использовано в теплоэнергетике и позволяет повысить устойчивость воспламенения топлива, полноту его сгорания, снизить образование окисей азота NOx и уменьшить их выброс в атмосферу

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в топках паровых котлов при сжигании шлакующих углей

Топка // 2473010
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на котлах тепловых электростанций и промышленных котельных агрегатах, работающих на газообразном топливе

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на паровых и водогрейных котлах, сжигающих природный газ и угольную пыль. Способ активирования порошкообразного угля в вертикальной четырехгранной призматической топке путем встречного ввода угольных частиц размером 2-4 мм в смеси с воздухом и газообразными продуктами сгорания вдоль вертикальной плоскости симметрии топки параллельно фронтовой и задней стенам, нагрева с выделением влаги и летучих веществ и получением коксового остатка основными и дополнительными газовыми факелами, образованными основными и дополнительными потоками реакционной газовоздушной смеси, истекающими из основных и дополнительных горелок, сбора и продувки струями пара частиц с коксовым остатком в подовых накопителях, последующего их охлаждения с выводом потребителю в подподовых установках. Ввод основных потоков реакционной газовоздушной смеси над потоками с угольными частицами параллельно и симметрично вертикальной плоскости симметрии топки, подача дополнительных потоков реакционной газовоздушной смеси под потоками с угольными частицами вдоль вертикальной плоскости симметрии топки с массовым расходом газа (0,16-0,35)Go, где Go - массовый расход газа в основных потоках, кг/с. Изобретение позволяет снизить остаточное содержание горючих летучих веществ в коксовом остатке вводимых на активирование угольных частиц. 2 ил.

Изобретение относится к способу гомогенизации распределения тепла, а также снижения количества оксидов азота (NOx) в продуктах сгорания, при работе промышленной печи. Способ гомогенизации распределения тепла, а также снижения количества оксидов азота (NOx) в продуктах сгорания, при работе промышленной печи с одной горелкой с использованием воздуха в качестве окислителя. Через фурму в печь подают окислитель, включающий 50% газообразного кислорода. Общее количество подводимого кислорода согласуют с количеством топлива, подаваемого через воздушную горелку, при этом 40% от подаваемого кислорода вводят посредством дополнительного окислителя, фурму размещают на расстоянии от воздушной горелки 0,3 метра, обеспечивают поток дополнительного окислителя в печь через фурму со скоростью звука, дополнительный окислитель подают только тогда, когда воздушная горелка работает с определенной наименьшей или с более высокой мощностью. Технический результат заключается в обеспечении однородности температуры во всем объеме печи. 16 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области энергетики, в частности устройствам топок паровых котлов со встречной компоновкой газомазутных горелок. Топка для сжигания газомазутного топлива включает под, свод, стены и экраны, повторяющие внутреннюю поверхность топки, выполненной в виде двух обращенных друг к другу большими основаниями усеченных пирамид, и встроенные в стены встречно расположенные горелки. В основу формообразования топки положены усеченные пирамиды, выполненные шестигранной правильной формы, причем горелки равномерно распределены по периметру стен нижней пирамиды, а угол между основанием и боковой гранью верхней пирамиды составляет 75÷80°, а у нижней пирамиды - 60÷70°. Технический результат - повышение надежности и увеличение срока службы экранных поверхностей нагрева топки. 4 ил.

Изобретение относится к области тепловой энергетики и может быть использовано на паровых котлах с прямым вдуванием угольной пыли. Пылеугольная топка содержит экранированные прямоугольную вертикальную камеру сгорания 1 и двускатную холодную воронку 2, шлаковый комод 3, установленные по встречно-смещенной схеме на противоположных стенах камеры сгорания 1 и наклоненные вниз прямоточные пылеугольные горелки 4-27 с растопочными горелками 28-39, размещенными под ними, воздушные сопла, установленные ниже узкого сечения холодной воронки 2 по встречно-смещенной схеме и направленные наклонно вверх. На больших вертикальных стенах шлакового комода 3 размещены рассредоточено воздушные сопла 40-90 в количестве, превышающем число пылеугольных горелок 4-27, а оси этих сопл направлены под острым углом по отношению к вертикальным стенам шлакового комода 3 с пересечением ими узкого горизонтального сечения холодной воронки 2, причем указанный угол меньше острого угла между скатами холодной воронки 2 и вертикальными стенами шлакового комода 3. Пылеугольные горелки 4-27 установлены в 2 ярусах в шахматном порядке на каждой стене, растопочные горелки 28-39 размещены под пылеугольными горелками нижнего яруса 4-15, над пылеугольными горелками верхнего яруса 16-27 установлены сопла третичного воздуха с наклоном вниз на угол, который больше угла наклона вниз пылеугольных горелок 4-27, а выходные участки горелок и сопл третичного воздуха 91-102 выполнены в виде блоков из нескольких расположенных друг над другом труб. Изобретение позволяет повысить надежность работы экранных труб холодной воронки, тепловую мощность топки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на котлах тепловых электростанций при сжигании природного газа и угольной пыли. Вертикальная призматическая топка содержит фронтовую, заднюю и боковые стены, потолочное и подовое перекрытия, установленные на фронтовой стене в горизонтальных и вертикальных рядах с разделением вертикальной плоскостью симметрии топки на две симметричные группы многофункциональные горелки, имеющие по три вертикальных щелевых сопла с собственными вертикальными плоскостями симметрии соответственно, для подачи пылеуглевоздушной смеси, газовоздушной смеси и вторичного воздуха, разделенные простенками, размещенные с образованием вертикального ряда на каждой из боковых стен топки и с наклоном к задней стене дополнительные вертикальные щелевые сопла для подачи третичного воздуха, а также окна для вывода газообразных и твердых продуктов сгорания, причем каждая симметричная группа состоит из горелок двух соседних вертикальных рядов, примыкающих соответственно к боковым стенам и вертикальной плоскости симметрии топки, вертикальные плоскости симметрии сопл для подачи пылеуглевоздушной смеси горелок вертикальных рядов, примыкающих к боковым стенам топки, наклонены к вертикальной плоскости симметрии топки, в горелках вертикальных рядов, примыкающих к боковым стенам топки, сопла для подачи вторичного воздуха установлены со стороны боковых стен топки, а сопла для подачи газовоздушной смеси размещены со стороны вертикальной плоскости симметрии топки, в горелках вертикальных рядов, примыкающих к вертикальной плоскости симметрии топки, сопла для подачи вторичного воздуха установлены со стороны плоскости симметрии топки, а сопла для подачи газовоздушной смеси размещены со стороны боковых стен топки, сопла для подачи пылеуглевоздушной смеси во всех горелках установлены в центре соответственно между соплами для подачи вторичного воздуха и газовоздушной смеси. В каждой горелке вертикальные плоскости симметрии сопл для подачи вторичного воздуха и вертикальные плоскости симметрии сопл для подачи газовоздушной смеси наклонены к вертикальной плоскости симметрии сопл для подачи пылеуглевоздушной смеси на угол 3-12 град, угол наклона вертикальной плоскости симметрии сопл для подачи пылеуглевоздушной смеси в горелках вертикальных рядов, примыкающих к боковым стенам, к вертикальной плоскости симметрии топки, составляет 5-15 град, а угол наклона вертикальной плоскости симметрии сопл для подачи третичного воздуха к задней стене топки равен 10-25 град, расстояние между этой плоскостью симметрии на выходе из сопл для подачи третичного воздуха и задней стеной (0,10-0,25)C, где C - ширина боковой стены, м. Изобретение позволяет снизить расход воздуха на сдувание шлака с задней стены и концентрацию оксидов азота в продуктах сгорания. 9 ил.

Изобретение относится к области энергетики, в частности к пылеугольным котлам. Пылеугольный котел содержит вертикальную экранированную топку прямоугольного сечения и установленные в ее верхней части тангенциально направленные горелки и воздушные сопла, нижнее газовое окно, нижний горизонтальный газоход с ширмовым пароперегревателем, холодные воронки в нижней части топки, вертикальные подъемный и опускной газоходы с пакетами пароперегревателя острого и вторичного пара, водяного экономайзера и воздушного подогревателя и снабжен дополнительными вертикальным подъемным и опускным газоходами, подсоединенными к топке котла через дополнительный нижний горизонтальный газоход с ширмовым пароперегревателем, топка снабжена однорядными горелками, а также вышерасположенными соплами вторичного воздуха и нижерасположенными соплами третичного воздуха, которые установлены рассредоточенно по ширине больших стен топки по встречно-смещенной схеме, газовые окна и нижние горизонтальные газоходы с ширмами пароперегревателей размещены напротив друг друга, выше газовых окон расположены аэродинамические выступы малых стен топки, в нижней части топки размещены четырехскатные холодные воронки, причем в нижних горизонтальных и подъемных вертикальных газоходах с одной стороны котла установлены ширмы и пакеты острого пара, а с противоположной - ширмы и пакеты вторичного пара. Изобретение направлено на устранение повышенного шлакования ширмовых пароперегревателей и снижение содержания оксидов азота на периферийных участках топки. 1 ил.
Наверх